一种宽带环行器的制作方法

本申请涉及通信设备领域，特别涉及一种小型化微波铁氧体宽带环行器。
背景技术：
：铁氧体环行器作为一种重要的微波铁氧体器件，目前广泛应用于雷达、微波通信和微波测量等领域，在实现微波信号发射和环行接收的同时，对反向传输的微波信号进行隔离，起到稳定和保护微波发射电路的作用。根据传输线形式的划分，目前常见的环行器有微带环行器、带线环行器和波导环行器。微带环行器是一种平面结构器件，容易实现电路的集成，在相控阵雷达系统中广泛应用。技术实现要素：本申请提供了一种小型化微波铁氧体宽带环行器。根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种宽带环行器，包括：由下至上依次设置在异质集成基片1上的绝缘片5和永磁体4；在所述异质集成基片1上表面，位于所述绝缘片5周边设有开槽结区3；所述开槽结区3的外侧配置有匹配电路2。在一种优选地实施例中，所述异质集成基片1设置在瓷封合金焊片6上。在一种优选地实施例中，所述异质集成基片1包括：陶瓷基片和铁氧体；所述铁氧体位于所述陶瓷基片中心预先设置的通孔内。在一种优选地实施例中，所述铁氧体和陶瓷基片通过低温共烧的方式固定在一起。在一种优选地实施例中，所述匹配电路2包括：多个微带传输线；所述多个微带传输以中心对称的方式设置在异质集成基片1上。在一种优选地实施例中，所述多个微带传输线均为等效长度为三分之一波长的微带线。在一种优选地实施例中，所述匹配电路2包括：三个微带传输线；三个微带传输线以夹角为120°的中心对称的方式与开槽结区3连接。在一种优选地实施例中，所述开槽结区3为圆环形或多边形结区；所述结区上开设有多个槽。在一种优选地实施例中，所述结区上开设有三个矩形槽，槽与槽之间互成120°夹角。在一种优选地实施例中，所述绝缘片5的材料为氧化铝；和/或，所述瓷封合金焊片6的材料为铁镍钴合金。有益效果本申请所述技术方案具有宽带化，小型化、高性能的优势，能够减小环行器磁损耗，提升环行器整体性能。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出本方案所述宽带环行器的示意图。附图标号1、异质集成基片，2、匹配电路，3、开槽结区，4、永磁体，5、绝缘片，6、瓷封合金焊片。具体实施方式为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。经过对现有技术的分析和研究发现，常见的微带环行器是采用全铁氧体基片的形式，在铁氧体基片上溅射薄膜电路图形，在外加永磁体4的作用下，实现新号的环行传输。该结构形式的微带环行器工作带宽较窄、尺寸相对较大，已不能满足雷达和通信系统对环行器宽带化、小型化的需求。因此，本方案考虑将高性能微波介质陶瓷与铁氧体集成在同一个基片上，由于微波介质陶瓷具备较高的介电常数，可以有效的减小环行器尺寸。另外，微波介质陶瓷不具备旋磁特性，中心环行区域的铁氧体可以实现均匀磁化，从而在宽带内获得较好的环行效果。如图1所示，本方案公开了一种小型化宽带环行器，其包括：异质集成基片1、匹配电路2、开槽结区3、永磁体4、绝缘片5和瓷封合金焊片6。所述异质集成基片1是由高介电常数微波介质陶瓷基片和铁氧体组成；所述高介电常数微波介质陶瓷基片中心有容纳铁氧体的通孔，其中，高介电常数微波介质陶瓷基片和铁氧体低温共烧一起。所述永磁体4用来提供均匀磁化场。所述绝缘片5用来隔离永磁体4与微带电路。所述瓷封合金焊片6与异质集成基片1下表面连接，从而固定异质集成基片1。本方案所述小型化宽带环行器，具有宽带化，小型化、高性能的特点；通过采用异质集成基片1结构，提高了微带基片的等效介电常数，最大限度减小了环行器体积。优选地，本方案中，所述绝缘片5材料为氧化铝。所述瓷封合金焊片6材料为可伐合金(铁镍钴合金)。以中心频率5ghz环行器为例，在1mm厚的铁氧体基片表面设计环行器，常规的铁氧体基片介电常数为14，四分之一波长匹配电路2物理长度为4.4mm，而采用本发明中异质集成基片1结构，四分之一波长匹配电路2的物理长度会随着介电常数的增加而减小，本发明中微波介质陶瓷介电常数为30，四分之一波长匹配电路2物理长度为3.1mm，长度为常规铁氧体基片的70％。此外，微波介质陶瓷替代了部分铁氧体，可以减小环行器磁损耗，提升环行器整体性能。本方案中，所述匹配电路2采用三个微带传输线。三个微带传输线均采用等效长度为四分之一波长的微带线。三个微带传输线以夹角为120°对称的方式与环行结区连接。在实现宽带匹配的同时，对结区产生耦合作用，使得结区阻抗响应获得团聚，提高匹配带宽。本方案中，所述开槽结区3是在圆形或者多边形结区开三个矩形槽，所述矩形槽之间互成120°夹角。下面通过实例对本方案做进一步说明。本实施例公开了一种小型化宽带环行器，如图1所示，包括异质集成基片1，匹配电路2、开槽结区3、永磁体4、绝缘片5、瓷封合金焊片6。所述异质集成基片1是通过高介电常数微波介质陶瓷和铁氧体低温共烧形成；所述匹配电路2是由多段等效长度为四分之一波长，并且围绕在环行结区排布的微带传输线组成；所述开槽结区3是在圆形或多边形环行区域120°三个方向对称开三个矩形槽。具体的，本实施例中异质集成基片1由高介电常数微波介质陶瓷基片和铁氧体组成，其中高介电常数微波介质陶瓷基片中心设置一个圆形通孔，铁氧体嵌入其中，通过低温共烧形成异质集成基片1。所述匹配电路2由三段微带传输线组成，所述微带传输线是由三级等效长度为四分之一波长、并且以120°围绕在环行结区排布的微带线组成。所述开槽结区3是在圆形或者多边形开三个矩形槽，并使得三个矩形槽之间互成120°。所述匹配电路2、开槽结区3通过薄膜溅射工艺在异质集成基片1上形成。所述永磁体4为钐钴永磁体4，。所述绝缘片5由氧化铝陶瓷制成。所述永磁体4、绝缘片5、异质集成基片1之间通过环氧胶粘接固定。所述瓷封合金焊片6材料为可伐合金，其中，可伐合金表面镀金处理。所述瓷封合金焊片6和异质集成基片1下表面通过焊料焊接固定。本实施例中，所述小型化宽带环行器的结构参数及材料参数如下：所述小型化宽带环行器工作于c～x频段，中心频率7.5ghz；所述异质集成基片1由高介电常数氧化铝陶瓷和铁氧体制成，基片厚度为0.5mm，介质的介电常数约为30，铁氧体采用石榴石型材料制成，介电常数14，饱和磁化强度1800gs，直径4mm；所述永磁片采用钐钴永磁片；所述绝缘片5采用介电常数8.6的氧化铝陶瓷。所述小型化宽带环行器适用于表面贴装技术，并通过金丝、金带键合与外部微波电路连接。上述小型化宽带环行器的性能指标如下表：工作频率c～x插入损耗≤0.6db隔离度≥15db驻波系数≤1.3db温度范围-55℃～85℃外形尺寸10mm*10mm*3.5mm从上表可知，本发明的小型化宽带环行器具有约66％的宽频工作带宽，采用抑制集成基片得器件的带宽扩展到66％，并且确保较小的体积。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。当前第1页12